[發明專利]一種高鎂硅紅土鎳礦回收鎳、鈷、鎂和鐵的方法

在審

• 申請號: 202211463904.9
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115747516A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 曲濤;崔熙;楊明亮;施磊;楊斌;徐寶強;蔣文龍;王飛
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B23/00
• 分類號: C22B23/00;C22B26/22;C22B3/06;C22B3/44;C01B33/18;C01G49/02;C01G53/04;C01G51/04;C01F5/40;C01F5/12;C01F5/32;C25C3/04
• 代理公司: 昆明人從眾知識產權代理有限公司 53204
• 代理人: 李曉亞

本發明公開一種高鎂硅紅土鎳礦回收鎳、鈷、鎂和鐵的方法，將破碎研磨分篩后的紅土鎳礦粉、水和濃硫酸制成礦漿，常壓加熱攪拌浸出，過濾分離得到酸浸渣和浸出液，浸出液調節pH值除鐵和鋁硅鈧，得到氫氧化鐵和鋁硅鈧富集物，再調pH值得到氫氧化鎳鈷和硫酸鎂溶液，硫酸鎂溶液經蒸發濃縮、碳熱還原得到二氧化硫氣體和活性氧化鎂，二氧化硫經氧化后返回浸出工序由礦漿吸收，活性氧化鎂部分作為pH值調節劑返回中和沉淀，剩余部分氧化鎂經熔鹽氯化制得無水氯化鎂，無水氯化鎂經熔鹽電解得到金屬鎂和氯氣，氯氣返回熔鹽氯化工序使用；本發明綜合回收高鎂硅紅土鎳礦中的鎳、鈷、鎂和鐵，工藝簡要、清潔，資源利用率高，成本低，適合大規模工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種高鎂硅紅土鎳礦回收鎳、鈷、鎂和鐵的方法，屬于有色金屬濕法冶金領域。

技術背景

鎳是一種銀白色金屬，具有良好的耐腐蝕性、延展性并具有鐵磁性的金屬元素，因此主要被用于鋼鐵、鎳基合金、電鍍及電池等領域，廣泛用于飛機、雷達等各種軍工制造業，民用機械制造業和電鍍工業等。鎳在礦床中主要以三種礦物形式存在，即硫化鎳礦、氧化鎳礦和砷化鎳。在過去的開采中，主要以硫化鎳礦的開采為主，這也使得硫化鎳礦資源日益枯竭，因此占鎳資源總量70％左右的氧化鎳礦的開發利用引起了人們的廣泛關注。紅土鎳礦是氧化鎳礦床中的一類，紅土鎳礦可簡單的分為褐鐵礦型和硅鎂礦型。

硅鎂鎳礦即為紅土鎳礦的腐植土層，含硅鎂高、鐵低、鎳較高、鈷較低，云南元江鎳礦就是典型的硅鎂鎳礦，該鎳礦資源儲量為52.6萬噸，占國內氧化鎳礦資源的69％，是一個典型的高MgO，高SiO₂含量的蛇紋石結合型貧紅土鎳礦，平均含Ni 0.83％，Co 0.08％，Fe11％，MgO 28％，SiO₂ 37％。按2022年06月17日上海有色金屬交易網的報價，金屬鎳的價格是207300元/t，金屬鈷的價格是422500元/t，金屬鎂的價格是28500元/t，以每100噸元江紅土鎳礦進行計算，其中含金屬鎳0.83t，價值17.20萬元；含金屬鈷0.08t，價值3.38萬元；含金屬鎂16.8t，價值47.88萬元。

目前硅鎂鎳礦的冶煉，一般分為火法、濕法兩種工藝。火法工藝主要包括：回轉窯預還原-電爐還原熔煉工藝、轉底爐預還原-電爐熔分工藝、還原焙燒-磁選工藝和真空碳熱還原工藝。濕法工藝主要包括：酸法工藝和堿法工藝，其中酸法又分為常壓酸浸工藝和加壓酸浸工藝。酸浸工藝常用的酸溶液主要包括硫酸、鹽酸和硝酸。

目前的冶煉工藝研究過程中，均是以利用礦物中的鎳和鈷作為最基本的出發點，對其中的高含量鎂并沒有得到合理利用。目前鎂冶煉的生產工藝主要分為熱還原法和電解法，其中白云石是熱還原法煉鎂主要原料，鹽湖鹵水是電解法主要原料。皮江法是固態硅熱還原法的典型代表，該工藝把煅后白云石、硅鐵與螢石按一定的比例磨粉、制球，并將球團加入到耐熱合金鋼制的還原罐內，還原罐內的溫度保持在1150℃～1200℃、真空度約在10Pa～20Pa，高溫下發生還原反應，生成的鎂蒸氣在冷卻區冷凝成結晶鎂。電解法煉鎂包括無水氯化鎂的制備和電解制鎂過程，電解法的難點在于如何去除含水氯化鎂中的結晶水，含水氯化鎂在脫水過程中會發生水解反應，生成不利于電解過程中的雜質。

發明內容